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課題

高い画像濃度画像形成可能であって、なおかつ吐出性が良好な硬化型組成物硬化型インク組成物収容容器、2次元又は3次元の硬化物の製造方法、2次元又は3次元の像形成装置及び硬化物の提供。

解決手段

重合性化合物と、下記一般式で表される化学構造を有する顔料を1質量%以上3質量%以下と、360nm以上400nm以下の波長に吸収を有する光重合開始剤とを含む硬化型組成物。(但し、R1とR2はメチル基塩素原子水素原子のいずれかであり、R3はカルボキシル基もしくは水素原子のいずれかであり、Mはカルシウムバリウムストロンチウム、のいずれかの金属イオンである。また、nは1又は2である。)

概要

背景

アクリル酸エステル化合物を主成分とする光重合性組成物インクジェットインクは広く知られている(特許文献1参照)。このような光重合性インクジェットインクにおいては、通常は速乾性の観点から水や有機溶剤などの揮発性溶媒を含まない形態とすることが多。このような形態とすることにより、インクジェットシステムにおいて熱源などを使用する乾燥ユニットを省略し、紫外線などの光を照射する光源を設けるだけでよく、設備の小型化・低コスト化等の利点も多い。揮発性溶媒を含まないことは、インクジェットヘッドノズル部の気液界面における揮発増粘による吐出具合を回避することができる点も利点である。

しかしながら、光重合性インクジェットインクが実用される現場において、吐出不具合はよく起こることであり、その原因は状況によって様々であるが、特に顔料を多く含む場合に不具合がおきやすいことが一般的に知られている。より濃厚なあるいはより鮮明な色調で画像形成を行うためには、インクに顔料を多く配合することが有効であるが吐出性との間に相反関係を有しているため、これをより高いレベル両立することは重要な課題である。中でもプロセスカラーのひとつであるマゼンタインクについては、赤色顔料としてピグメントレッド122やピグメントレッド269などの顔料が使用されることが多いが、高い画像濃度を得ようとするには他のプロセスカラー、特にシアンブラックよりも顔料配合比を多くしなければならず、マゼンタインクでは吐出不具合が起こりやすい。
インクジェットヘッドのノズル部の吐出の不具合としては、ノズル孔からインクが出ない不吐出や、ノズル面に対して鉛直でない異なる方向にインク滴飛翔する曲がりや、意図した速度とは異なってインク滴が飛翔する速度異常などが存在する。いずれの不具合も、基材上の意図した位置にインクが着弾しなかったり、意図しない位置にインクが着弾したりすることによって画像の乱れにつながるものであって、高精細な画像形成が求められる場合ほど吐出不具合を防ぐことがより重要となる。

概要

高い画像濃度で画像形成可能であって、なおかつ吐出性が良好な硬化型組成物硬化型インク組成物収容容器、2次元又は3次元の硬化物の製造方法、2次元又は3次元の像形成装置及び硬化物の提供。重合性化合物と、下記一般式で表される化学構造を有する顔料を1質量%以上3質量%以下と、360nm以上400nm以下の波長に吸収を有する光重合開始剤とを含む硬化型組成物。(但し、R1とR2はメチル基塩素原子水素原子のいずれかであり、R3はカルボキシル基もしくは水素原子のいずれかであり、Mはカルシウムバリウムストロンチウム、のいずれかの金属イオンである。また、nは1又は2である。)なし

目的

より濃厚なあるいはより鮮明な色調で画像形成を行うためには、インクに顔料を多く配合することが有効であるが吐出性との間に相反関係を有しているため、これをより高いレベルで両立することは重要な課題である

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

重合性化合物と、下記一般式で表される化学構造を有する顔料を1質量%以上3質量%以下と、360nm以上400nm以下の波長に吸収を有する光重合開始剤とを含む硬化型組成物。(但し、R1とR2はメチル基塩素原子水素原子のいずれかであり、R3はカルボキシル基イオン化した−COO−の形態を含む)もしくは水素原子のいずれかであり、Mはカルシウムバリウムストロンチウム、のいずれかの金属イオンである。また、nは1又は2である。)

請求項2

前記光重合開始剤が23℃で液状である請求項1に記載の硬化型組成物。

請求項3

前記光重合開始剤が、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルである請求項1又は2に記載の硬化型組成物。

請求項4

請求項1〜3のいずれかに記載の硬化型組成物からなる硬化型インク

請求項5

インクジェットインクである請求項4に記載の硬化型インク。

請求項6

請求項1〜5のいずれかに記載の硬化型組成物又は硬化型インクを容器中に収容した組成物収容容器

請求項7

請求項1〜5のいずれかに記載の硬化型組成物又は硬化型インクを吐出させる吐出工程と、吐出された硬化型組成物又は硬化型インクに360nm以上400nm以下の波長の光を照射する光照射工程と、を含む2次元又は3次元の硬化物の製造方法。

請求項8

前記吐出工程がインクジェット記録方式により吐出させる吐出工程である請求項7に記載の2次元又は3次元の硬化物の製造方法。

請求項9

請求項6に記載の組成物収容容器と、該組成物収容容器に収容されている硬化型組成物又は硬化型インクを吐出させる吐出手段と、該吐出された硬化型組成物又は硬化型インクに360nm以上400nm以下の波長の光を照射する光照射手段と、を備える2次元又は3次元の像形成装置

請求項10

前記吐出手段がインクジェット記録方式により硬化型組成物又は硬化型インクを吐出させる吐出手段である請求項9に記載の2次元又は3次元の像形成装置。

請求項11

請求項1〜5の何れかに記載の硬化型組成物又は硬化型インクの硬化物。

技術分野

0001

本発明は、硬化型組成物硬化型インク組成物収容容器、2次元又は3次元の硬化物の製造方法、2次元又は3次元の像形成装置及び硬化物に関する。

背景技術

0002

アクリル酸エステル化合物を主成分とする光重合性組成物インクジェットインクは広く知られている(特許文献1参照)。このような光重合性インクジェットインクにおいては、通常は速乾性の観点から水や有機溶剤などの揮発性溶媒を含まない形態とすることが多。このような形態とすることにより、インクジェットシステムにおいて熱源などを使用する乾燥ユニットを省略し、紫外線などの光を照射する光源を設けるだけでよく、設備の小型化・低コスト化等の利点も多い。揮発性溶媒を含まないことは、インクジェットヘッドノズル部の気液界面における揮発増粘による吐出具合を回避することができる点も利点である。

0003

しかしながら、光重合性インクジェットインクが実用される現場において、吐出不具合はよく起こることであり、その原因は状況によって様々であるが、特に顔料を多く含む場合に不具合がおきやすいことが一般的に知られている。より濃厚なあるいはより鮮明な色調で画像形成を行うためには、インクに顔料を多く配合することが有効であるが吐出性との間に相反関係を有しているため、これをより高いレベル両立することは重要な課題である。中でもプロセスカラーのひとつであるマゼンタインクについては、赤色顔料としてピグメントレッド122やピグメントレッド269などの顔料が使用されることが多いが、高い画像濃度を得ようとするには他のプロセスカラー、特にシアンブラックよりも顔料配合比を多くしなければならず、マゼンタインクでは吐出不具合が起こりやすい。
インクジェットヘッドのノズル部の吐出の不具合としては、ノズル孔からインクが出ない不吐出や、ノズル面に対して鉛直でない異なる方向にインク滴飛翔する曲がりや、意図した速度とは異なってインク滴が飛翔する速度異常などが存在する。いずれの不具合も、基材上の意図した位置にインクが着弾しなかったり、意図しない位置にインクが着弾したりすることによって画像の乱れにつながるものであって、高精細な画像形成が求められる場合ほど吐出不具合を防ぐことがより重要となる。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、高い画像濃度で画像形成可能であって、なおかつ吐出性が良好な硬化型組成物、硬化型インク、組成物収容容器、2次元又は3次元の硬化物の製造方法、2次元又は3次元の像形成装置及び硬化物の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記課題は、次の(1)の発明によって解決される。
(1)重合性化合物と、下記一般式で表される化学構造を有する顔料を1質量%以上3質量%以下と、360nm以上400nm以下の波長に吸収を有する光重合開始剤とを含む硬化型組成物。



(但し、R1とR2はメチル基塩素原子水素原子のいずれかであり、R3はカルボキシル基イオン化した−COO−の形態を含む)もしくは水素原子のいずれかであり、Mはカルシウムバリウムストロンチウム、のいずれかの金属イオンである。また、nは1又は2である。)

発明の効果

0006

本発明によれば、高い画像濃度で画像形成可能であって、なおかつ吐出性が良好な硬化型組成物、硬化型インク、組成物収容容器、2次元又は3次元の硬化物の製造方法、2次元又は3次元の像形成装置及び硬化物を提供できる。

図面の簡単な説明

0007

本発明における像形成装置の一例を示す概略図である。
本発明における別の像形成装置の一例を示す概略図である。
本発明におけるさらに別の像形成装置の一例を示す概略図である。

0008

以下、上記本発明に係る硬化型組成物、2次元又は3次元の硬化物の製造方法及び2次元又は3次元の像形成装置について詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

0009

なお、本発明は上記(1)に記載の硬化型組成物に係るものであるが、下記(2)〜(11)を発明の実施形態として含むのでこれらの実施形態についても合わせて説明する。
(2)前記光重合開始剤が23℃で液状である上記(1)に記載の硬化型組成物。
(3)前記光重合開始剤が、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルである上記(1)又は(2)に記載の硬化型組成物。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の硬化型組成物からなる硬化型インク。
(5)インクジェットインクである上記(4)に記載の硬化型インク。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の硬化型組成物又は硬化型インクを容器中に収容した組成物収容容器。
(7)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の硬化型組成物又は硬化型インクを吐出させる吐出工程と、吐出された硬化型組成物又は硬化型インクに360nm以上400nm以下の波長の光を照射する光照射工程と、を含む2次元又は3次元の硬化物の製造方法。
(8)前記吐出工程がインクジェット記録方式により吐出させる吐出工程である上記(7)に記載の2次元又は3次元の硬化物の製造方法。
(9)上記(6)に記載の組成物収容容器と、該組成物収容容器に収容されている硬化型組成物又は硬化型インクを吐出させる吐出手段と、該吐出された硬化型組成物又は硬化型インクに360nm以上400nm以下の波長の光を照射する光照射手段と、を備える2次元又は3次元の像形成装置。
(10)前記吐出手段がインクジェット記録方式により硬化型組成物又は硬化型インクを吐出させる吐出手段である上記(9)に記載の2次元又は3次元の像形成装置。
(11)上記(1)〜(5)の何れかに記載の硬化型組成物又は硬化型インクの硬化物。

0010

(顔料)
マゼンタインクに使用可能な赤色顔料として前述のピグメントレッド122やピグメントレッド269などの顔料が耐光性に優れる点から多用されるが、用途によっては他の顔料を用いることも可能であり、着色力が強く、より少ない顔料配合でも十分な画像濃度を得ることができる赤色顔料を使用し、より少ない顔料配合比でマゼンタインクを作製することで、高い画像濃度と良好な吐出性を両立できる。

0011

本発明においては着色力が強く、より少ない顔料配合でも十分な画像濃度を得ることができるマゼンタインクに使用可能な赤色顔料として下記の一般式(1)で表される化学構造を有する顔料を使用する。



(但し、R1とR2はメチル基、塩素原子、水素原子のいずれかであり、R3はカルボキシル基(イオン化した−COO−の形態を含む)もしくは水素原子のいずれかであり、Mはカルシウム、バリウム、ストロンチウム、のいずれかの金属イオンである。また、nは1又は2である。)

0012

上記一般式(1)で表される顔料としては、ピグメントレッド57:1(前記一般式においてR1がCH3、R2がH、R3がCOO−であり、Mがカルシウムイオン)、ピグメントレッド53:1(前記一般式においてR1がCl、R2がCH3、R3がHであり、Mがバリウムイオンである。)、ピグメントレッド48:3(前記一般式においてR1がCH3、R2がCl、R3がCOO−であり、Mがストロンチウムイオンである。)などが挙げられる。

0013

上記一般式(1)で表される顔料は、耐光性は良好ではないが、360nm以上400nm以下の長波長の紫外線であれば、インクの硬化に必要最低限の照度・光量の紫外線を照射しても劣化がない。また、この顔料は着色が濃いため、インクへの顔料の配合量を1質量%以上3質量%以下と減らすことができる。このため、インクの吐出性も良好となる。

0015

また、上記のような重合性化合物に加えて以下のような(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドビニル化合物を併用することもできる。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトンアクリレート、ホルマール化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリル酸安息香酸エステルジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート〔CH2=CH−CO−(OC2H4)n−OCOCH=CH2(n≒9)、同(n≒14)、同(n≒23)〕、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクレート〔CH2=C(CH3)−CO−(OC3H6)n−OCOC(CH3)=CH2(n≒7)〕、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、プロピレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルペンタ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミドポリウレタンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタントリ(メタ)アクリレート、ポリウレタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリウレタンペンタ(メタ)アクリレート、ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテルシクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテルジシクロペンタジエンビニルエーテル、トリシクロデカンビニルエーテルベンジルビニルエーテルエチルオキセタンメチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテルエチルビニルエーテルなど。

0016

(光重合開始剤)
光重合開始剤としては、分子開裂型光重合開始剤水素引抜き型光重合開始剤を挙げることができる。光重合開始剤は常温(23℃)で液体状態であるものが好ましい。固体状態のものは溶解度の制約から多量配合しても均一溶解が難しいが、液体状態であることによりインクへの溶解性が向上し、多量に配合しても安定した溶解性が維持できる。

0017

前記分子開裂型光重合開始剤の例としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニルベンジル〕フェニル}−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチフォスフィンオキサイドジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド」「ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチル、1,2−オクタンジオン−〔4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)〕、[エタノン,1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕,−1−(O−アセチルオキシム)]、〔4−(メチルフェニルチオ)フェニル〕フェニルメタノンなどが挙げられる。
また、前記水素引抜き型光重合開始剤の例としては、ベンゾフェノンメチルベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾイルベンゾエイト、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド、フェニルベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物や、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロピルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物が挙げられる。
好ましい光重合開始剤は、室温で液体であってインクへの溶解性が良好で、長波長の光にも感度が良好であるものが好ましく、特に好ましいものとしては2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルを挙げることができる。これらは、360nm以上400nm以下の波長での硬化の観点においても顔料との相性においても好ましい。

0018

また、これらと一部共通の分子構造を有しながら高分子量化したものも使用できる。これらの光重合開始剤は紫外線に反応性を有するものであり、電子線やα、β、γ線X線などの高エネルギーな光源を使用する場合においては、前記した光重合開始剤を使用せずとも光重合反応を進めることができるが、これは従前より一般的に公知のことであり、設備が非常に高額であるため、本発明では特に詳細説明しない。
以下では「硬化型組成物」を「活性エネルギー線硬化型組成物」ともいう。

0019

有機溶媒
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、有機溶媒を含んでもよいが、可能であれば含まない方が好ましい。有機溶媒、特に揮発性の有機溶媒を含まない(VOC(Volatile Organic Compoundsフリー)組成物であれば、当該組成物を扱う場所の安全性がより高まり、環境汚染防止を図ることも可能となる。なお、「有機溶媒」とは、例えば、エーテルケトンキシレン酢酸エチルシクロヘキサノントルエンなどの一般的な非反応性の有機溶媒を意味するものであり、反応性モノマーとは区別すべきものである。また、有機溶媒を「含まない」とは、実質的に含まないことを意味し、0.1質量%未満であることが好ましい。

0020

重合禁止剤
本発明の硬化型組成物には、必要に応じて、重合禁止剤を配合することができる。
重合禁止剤としては、4−メトキシ1−ナフトールメチルハイドロキノンハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、ジ−t−ブチルハイドロキノン、メトキノン、2,2′−ジヒドロキシ−3,3′−ジ(α−メチルシクロヘキシル)−5,5′−ジメチルジフェニルメタンp−ベンゾキノン、ジ−t−ブチルジフェニルアミン、9,10−ジ−n−ブトキシシアントラセン、4,4′−〔1,10−ジオキソ−1,10−デカンジイルビス(オキシ)〕ビス〔2,2,6,6−テトラメチル〕−1−ピペリジニルオキシなどを挙げることができる。

0021

界面活性剤
本発明の硬化型組成物には、必要に応じて、界面活性剤を配合することができる。
界面活性剤としては、ポリエーテルアミノ基、カルボキシル基、水酸基を有する高級脂肪酸エステル、側鎖あるいは末端にポリエーテル、アミノ基、カルボキシル基、水酸基を有するポリジメチルシロキサン化合物、ポリエーテル、アミノ基、カルボキシル基、水酸基を有するフルオロアルキル化合物などを挙げることができる。

0022

<組成物収容容器>
本発明の組成物収容容器は、活性エネルギー線硬化型組成物が収容された状態の容器を意味し、上記のような用途に供する際に好適である。例えば、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物がインク用途である場合において、当該インクが収容された容器は、インクカートリッジインクボトルとして使用することができ、これにより、インク搬送インク交換等の作業において、インクに直接触れる必要がなくなり、手指着衣汚れを防ぐことができる。また、インクへのごみ等の異物混入を防止することができる。また、容器それ自体の形状や大きさ、材質等は、用途や使い方に適したものとすればよく、特に限定されないが、その材質は光を透過しない遮光性材料であるか、または容器が遮光性シート等で覆われていることが望ましい。

0023

<像の形成方法形成装置
本発明の像の形成方法は、少なくとも、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させるために、活性エネルギー線を照射する照射工程を有し、本発明の像の形成装置は、活性エネルギー線を照射するための照射手段と、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を収容するための収容部と、を備え、該収容部には前記容器を収容してもよい。さらに、活性エネルギー線硬化型組成物を吐出する吐出工程、吐出手段を有していてもよい。吐出させる方法は特に限定されないが、連続噴射型、オンデマンド型等が挙げられる。オンデマンド型としてはピエゾ方式サーマル方式静電方式等が挙げられる。
図1は、インクジェット吐出手段を備えた像形成装置の一例である。イエローマゼンタ、シアン、ブラックの各色活性エネルギー線硬化型インクのインクカートリッジと吐出ヘッドを備える各色印刷ユニット23a、23b、23c、23dにより、供給ロール21から供給された被記録媒体22にインクが吐出される。その後、インクを硬化させるための光源24a、24b、24c、24dから、活性エネルギー線を照射して硬化させ、カラー画像を形成する。その後、被記録媒体22は、加工ユニット25、印刷物巻取りロール26へと搬送される。各印刷ユニット23a、23b、23c、23dには、インク吐出部でインクが液状化するように、加温機構を設けてもよい。また必要に応じて、接触又は非接触により記録媒体を室温程度まで冷却する機構を設けてもよい。また、インクジェット記録方式としては、吐出ヘッド幅に応じて間欠的に移動する記録媒体に対し、ヘッドを移動させて記録媒体上にインクを吐出するシリアル方式や、連続的に記録媒体を移動させ、一定の位置に保持されたヘッドから記録媒体上にインクを吐出するライン方式のいずれであっても適用することができる。
被記録媒体22は、特に限定されないが、紙、フィルム、金属、これらの複合材料等が挙げられ、シート状であってもよい。また片面印刷のみを可能とする構成であっても、両面印刷も可能とする構成であってもよい。
更に、光源24a、24b、24cからの活性エネルギー線照射微弱にするか又は省略し、複数色を印刷した後に、光源24dから活性エネルギー線を照射してもよい。これにより、省エネ、低コスト化を図ることができる。
本発明のインクにより記録される記録物としては、通常の紙や樹脂フィルムなどの平滑面に印刷されたものだけでなく、凹凸を有する被印刷面に印刷されたものや、金属やセラミックなどの種々の材料からなる被印刷面に印刷されたものも含む。また、2次元の画像を積層することで、一部に立体感のある画像(2次元と3次元からなる像)や立体物を形成することもできる。
図2は、本発明に係る別の像形成装置(3次元立体像の形成装置)の一例を示す概略図である。図2の像形成装置39は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニット(AB方向に可動)を用いて、造形物吐出ヘッドユニット30から第一の活性エネルギー線硬化型組成物を、支持体用吐出ヘッドユニット31、32から第一の活性エネルギー線硬化型組成物とは組成が異なる第二の活性エネルギー線硬化型組成物を吐出し、隣接した紫外線照射手段33、34でこれら各組成物を硬化しながら積層するものである。より具体的には、例えば、造形物支持基板37上に、第二の活性エネルギー線硬化型組成物を支持体用吐出ヘッドユニット31、32から吐出し、活性エネルギー線を照射して固化させて溜部を有する第一の支持体層を形成した後、当該溜部に第一の活性エネルギー線硬化型組成物を造形物用吐出ヘッドユニット30から吐出し、活性エネルギー線を照射して固化させて第一の造形物層を形成する工程を、積層回数に合わせて、上下方向に可動なステージ38を下げながら複数回繰り返すことで、支持体層と造形物層を積層して立体造形物35を製作する。その後、必要に応じて支持体積層部36は除去される。なお、図2では、造形物用吐出ヘッドユニット30は1つしか設けていないが、2つ以上設けることもできる。

0024

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
以下の記載では、「部」及び「%」は、特に断りの無い限り「質量部」及び「質量%」を示す。

0025

顔料分散液の作製]
(顔料分散液1)
赤色顔料としてクラリアント社製HOSTAINTUV PINK E VO 5484であるピグメントレッド122を用いた。
この赤色顔料を15部、ルーブリゾール社製顔料分散剤Solsperse32000を8部とSolsperse22000を1部、東京化成試薬フェノキシエチルアクリレート76部を攪拌混合して予備分散液を作製した。
次いで、シンマルエンタープライズ社製ビーズミルDynoMillMultilaboの300mL容器内に直径0.5mmのジルコニアビーズをかさ体積として240mL充填し、残分を前記予備分散液で容器内を満たし、攪拌翼周速8m/sにて30分分散処理した後に3ミクロン孔径フィルタにて加圧ろ過して顔料分散液1を作製した。

0026

(顔料分散液2)
赤色顔料として東京化成製試薬カーミン6Bであるピグメントレッド57:1を用いた以外は顔料分散液1の作製と同様にして顔料分散液2を作製した。

0027

(顔料分散液3)
赤色顔料として東京化成製試薬レーキレッドCBAであるピグメントレッド53:1を用いた以外は顔料分散液1の作製と同様にして顔料分散液3を作製した。

0028

(顔料分散液4)
赤色顔料としてトーヨーカラー製LIONOL RED TT−4803であるピグメントレッド48:3を用いた以外は顔料分散液1の作製と同様にして顔料分散液4を作製した。
いずれの顔料分散液も、日機装社製粒度分布計UPA−EX150で測定した90%積分平均粒径が150〜300nmと良好な分散性を有していた。

0029

(マゼンタインクの作製)
上記で得た顔料分散液1〜4と、次の(A)〜(C)の材料を、表1に示す配合割合数値は質量部)で撹拌混合して溶解成分を均一溶解させた後に1ミクロン孔径のフィルタにてろ過して実施例1〜11及び比較例1、2のインクを得た。
(A)重合性化合物
(B)光重合開始剤および増感剤
(C)重合禁止剤

0030

表1におけるA1〜A8、B1〜B6、C1の詳細は次のとおりである。
(重合性化合物)
A1:2−フェノキシエチルアクリレート(東京化成製試薬)
A2:テトラヒドロフルフリルアクリレート(京化成製試薬)
A3:イソボルニルアクリレート(東京化成製試薬)
A4:ビニロキシエトキシエチルアクリレート(日本触媒製「VEEA」)
A5:イソデシルアクリレート(東京化成製試薬)
A6:N−ビニルカプロラクタム(東京化成製試薬)
A7:トリプロピレングリコールジアクリレート(東京化成製試薬)
A8:トリメチロールプロパントリアクリレート(東京化成製試薬)

0031

(光重合開始剤)
B1:2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド
[IGM社製「OmniradTPO 」 23℃にて固体粉末状)]
B2:2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチル
[「IGM社製「OmniradTPO−L」 23℃にて液体(黄色液体)]
B3:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド
[IGM社製「Omnirad819」 23℃にて固体(粉末状)]
B4:ポリエチレングリコール(200)ジ(β−4[4−(2−ジメチルアミノ−2−ベンジル)ブタノニルフェニル]ピペラジンプロピオネート
[IGM社製「Omnipol910」 23℃にて液体(黄色粘稠液体)]
(増感剤)
B5:2−(2−(1−(2−((2−(9−オキソチオキサンテン−2−イル)オキシアセチル)アミノ)−3−(1−(2−(2−プロペノイロキシエトキシ)エトキシ)エトキシ)−2−(1−(2−(2−プロペノイロキシエトキシ)エトキシ)エトキシメチルプロポキシ)エトキシ)エトキシ)エチルプロペノエート
[IGM社製「Omnipol3TX」 23℃にて液体(黄色液体)]
B6:2,4−ジエチルチオキサントン
[東京化成製試薬23℃にて固体(粉末状)]
(重合禁止剤)
C1:p−メトキシフェノール通称:MEHQ:東京化成製試薬)

0032

実施例及び比較例の各インクについて、以下の評価を行った。
各インクの評価結果を表2に示す。

0033

[画像の形成]
まず、インクの取り扱いとしては、図1に示す形状のアルミパウチ袋気泡が入らないようにインクを密封し、図2に示すようなプラスチックカートリッジにインクを密封した前記のパウチ袋を収納し、このカートリッジが収納できるようにした筐体においてカートリッジからリコー製MH5420ヘッドに達するまでインク流路を設置し、これによりインクジェット吐出して3cm×10cmのベタ画像を作製した。なお、インク滴の打ち込み量を塗膜厚さ約15ミクロンとなるように調整した。

0034

なお、インクの物性としては、使用するインクジェット吐出ヘッド要求仕様合致していることが望ましい。吐出ヘッドは多くのメーカーから様々なものが市販されているが、その中には、高粘度インクにも対応できる吐出力の大きいものや、幅広温調機能を持ち合わせたものも存在する。そのような状況を踏まえると、インクの粘度としては25℃で2〜150mPa・sであることが望ましく、25℃で吐出することを考えるとさらに好ましくは5〜18mPa・sである。しかし、前記のように吐出ヘッドが有する温調機能を使用することも可能であり、25℃で粘度が高すぎる場合には、必要に応じてヘッドを加温してインクを低粘度化すればよく、これを想定した場合、仮に加温条件を60℃とするなら、60℃の粘度は2〜20mPa・sであることが望ましく、さらに好ましくは5〜18mPa・sである。しかし、省エネルギー化運転準備時間短縮などの観点から、より低温で吐出できることがより望ましい。比較例と実施例においては、吐出温度30〜60℃においてインク粘度が8〜15mPa・sであった。

0035

硬化性の評価]
評価方法
インクによって画像を形成する基材には汎用的なフィルム材料として、市販のポリエチレンテレフタレートフィルム東洋紡製コスシャイン/厚さ188ミクロン)を使用し、該フィルムにインクジェット吐出して約15ミクロン厚さのベタ画像を作成した。
次いで、高圧水銀ランプ(ヘレウス社製LightHammer6)、360nm〜400nmにて発光するLED(ヘレウス社製)を光源として所定の照度と積算光量で光照射した。照射条件(照度及び積算光量)は次のA、Bの二通りとした。
照射条件A : 3W/cm2、3J/cm2
照射条件B : 3W/cm2、1J/cm2
評価基準
塗膜を指触して粘着感のない状態に達したものを「硬化」と判定した。未硬化あるいは半硬化のものは「未硬化」と判定した。

0036

[画像濃度の評価]
上記で得たベタ画像の赤色濃度はリコー製PPC用紙マイペーパー」を50枚重ねた上に画像形成済みフィルムをおいてXRITE社製spectrophotometer962にてOD値を測定した。

0037

[吐出性の評価]
吐出性はリコー製MH5420ヘッドを所定の周波数で駆動した際のインク滴の飛翔状態を、端部一列の320ノズルについて1分間連続で高速度カメラにて観察し、前記した不吐出、曲がり、速度異常などの吐出不具合が発生しているノズル数計数した。耐寒溶解安定性は−30℃に設定した冷凍庫にインク密栓した13mL褐色瓶を10日間保管し、その後取り出してすぐに10ミクロン孔径のテフロン登録商標メンブレンフィルターでインクをろ過し、フィルタ上に残った固形残分が視認できない場合に○とし、固形残分が視認できた場合は×とした。

0038

0039

実施例

0040

実施例1、4,5と比較例1から、360nm以上400nm以下の波長で発行する光源で硬化させて場合において、前記構造式で表される赤色顔料を使用することで、比較例と同等もしくはそれ以上の画像濃度と、比較例よりも優れた吐出性とを得られることが分かった。
実施例2、3において、さらに顔料配合比を低減していくことで、吐出性をさらに向上できることが分かった。しかし、実施例3と比較例2から、顔料配合比1%の時点で吐出性は十分良好であり、さらなる顔料配合比低減は画像濃度の低下をもたらすのみで、利点を見いだせなかった。
実施例6のように、重合開始剤の配合比を増加させることでさらに硬化性を改善することができる。しかし、耐寒溶解安定性は低下するため、寒冷地使用を避けるなど配慮して使用すればよい。
実施例7、8のように、室温液体の開始剤を使用することで、硬化性改善と耐寒溶解安定性を両立でき、実施例8のように2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルを使用することがさらに望ましい。実施例9〜11のように、使用あるいは併用するモノマーや開始剤の配合比や種類が異なる場合や重合禁止剤を含まない場合にも同様となることがわかったため、用途に応じて適宜適当な材料を選定すればよい。

0041

貯留プール(収容部)
可動ステージ
4活性エネルギー線
5活性エネルギー線硬化型組成物
硬化層
21供給ロール
22被記録媒体
23a、23b、23c、23d印刷ユニット
24a、24b、24c、24d光源
25加工ユニット
26印刷物巻取りロール
30造形物用吐出ヘッドユニット
31、32支持体用吐出ヘッドユニット
33、34紫外線照射手段
35立体造形物
36支持体積層部
37 造形物支持基板
38 ステージ

先行技術

0042

特表2004−526820号公報

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